KR100384986B1 - 나사회전압입장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나사 회전 압입 장치에 관한 것으로, 이 장치는 하우징(1), 하우징(1)에 배치된 모터(2), 모터(2)에 의해 구동되고 축방향으로 고정된 구동 피니언(3), 하우징(1)에 지지되고 스프링(4)의 힘을 거슬러 축방향으로 구동 피니언(3)에 대해 변위될 수 있는 스핀들(5)과, 구동 피니언(3) 및 스핀들(5)의 정지면과 연동하는 볼의 형태로 된 구동 피니언(3)과 스핀들(5) 사이의 커플링 요소(6)를 구비하며, 커플링 요소(6)는 구동 피니언(3)으로부터 해제될 수 있고 스핀들(5)에 대해 축방향을 따라 제한적으로 이동되고 회전될 수 있다.
Description
본 발명은 하우징과, 이 하우징에 배치된 모터와, 이 모터에 의해 구동되고 축방향으로는 움직이지 않는 구동 피니언과, 상기 하우징에 지지되고 스프링의 힘에 대항해서 축방향으로 상기 구동 피니언에 대해 변위될 수 있는 스핀들과, 상기 구동 피니언과 상기 스핀들 사이에 배치되는 커플링 요소를 구비하며, 상기 커플링 요소는 상기 구동 피니언으로부터 해제될 수 있고 상기 스핀들에 대해 축방향을 따라 제한적으로 이동 및 회전할 수 있는 것인 나사 회전 압입 장치와 같은 수공구에 관한 것이다.
나사를 동일 평면 상에 회전 압입하기 위해서는, 스핀들과 구동 피니언 사이에 배치된 분리 커플링을 갖추고 있는 전동 나사 회전 압입 장치가 사용된다. 과부하 커플링은 원하는 회전 압입 깊이에 도달되면 자동적으로 소음 및 마모 없이 스핀들을 구동 피니언으로부터 분리시킨다.
EU-PS 제0 195 853호에는 커플링을 구비하는 나사 회전 압입 장치가 개시되어 있으며, 이 장치는 모터에 의해 구동되는 제1 커플링 부재와, 나사 회전 압입장치의 하우징 내에 회전 가능하게 지지되고 축방향으로 이동 가능한 제2 커플링 부재와, 둘레 방향을 따라 제한적으로 회전할 수 있고 스프링의 힘에 대항하여 축방향으로 이동 가능한 제3 커플링 부재를 구비한다. 상기 제1 커플링 부재는 나사 압입 방향으로 돌출하는 캠형체(cam body)가 마련된 구동 피니언으로 구성된다. 상기 제2 커플링 부재는 나사 압입 방향과 반대 방향으로 돌출하는 캠형체가 마련된 스핀드로 구성되고, 상기 제3 커플링 부재는 양 단부에 캠형체가 마련된 커플링 요소로 구성된다.
나사 회전 압입 장치를 누르면, 스핀들은 커플링 요소의 중간 위치에서 스프링의 힘에 대항해서 축방향으로 이동되고, 이에 따라 모든 캠형체가 형상 결합적으로 맞물리게 된다. 구동 피니언의 회전 모멘트가 스핀들에 전달되면, 커플링 요소는 스핀들에 대해 회전하고 축방향으로도 이동한다. 스핀들에 대한 이러한 커플링 요소의 위치는, 회전 압입 작업 후에 스핀들이 압입 방향으로 이동되고 구동 피니언의 캠형체와 커플링 요소 사이의 형상 결합 맞물림이 해제될 때까지 유지된다.
이러한 공지의 커플링은 제조 비용이 많이 들며, 캠형체가 대형이고 중량이 크므로 나사 회전 압입 장치의 전체 중량에 영향을 미치기 때문에, 이 나사 회전 압입 장치에 의한 작업 시에 조기 피로 현상이 나타난다. 또한, 이러한 공지의 장치는 마모가 크다.
따라서, 본 발명의 목적은 저비용으로 제조될 수 있고, 중량이 작고 마모가 적은 것을 특징으로 하는 수공구용 커플링을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 커플링 요소를 구동 피니언 및 스핀들의 정지사면과 연동하는 볼로 구성함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 커플링 요소의 구성에 의하면, 볼은 시판되는 물품으로서 취급될 수 있으며, 볼과 연동하는 정지 사면이 직접 스핀들 및 구동 피니언에 마련될 수 있기 때문에 수공구를 저비용으로 제조할 수 있다. 또 다른 장점은 커플링 요소의 구조가 간단해지고 중량도 작아지므로 수공구의 전체 중량이 감소된다는 것이다.
구동 피니언의 정지 사면은 스핀들의 길이 방향과 평행하게 연장되는 하나 이상의 오목부에 의해 구동 피니언의 내측 둘레면에 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 이와 같이 구동 피니언의 내측 둘레면에 정지 사면을 마련함으로써, 구동 피니언의 축방향의 구조상 길이가 짧아져, 수공구의 구조상 길이도 짧아지게 된다.
또한, 스핀들의 정지 사면은 스핀들의 외측 둘레면에 마련된 홈으로 구성되며, 이 홈의 둘레 방향 범위는 볼로 형성된 커플링 요소의 둘레 방향 범위보다 큰 것이 바람직하다. 홈 형태의 정지 사면은 저비용으로 제조될 수 있고, 스핀들의 외곽을 넘어 돌출하는 부분이 없다는 장점을 갖는다. 이와 같은 홈의 연장 범위로 인하여, 커플링된 상태에서 구동 피니언에 대한 스핀들의 회전이 제한될 수 있다.
스핀들과 구동 피니언이 서로 마주하여 회전할 때 스핀들이 구동 피니언에 대해 축방향으로 변위될 수 있도록, 스핀들의 정지 사면을 나사 압입 방향과 반대방향으로 스핀들 축선과 수직인 평면에 대해 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.
스핀들과 구동 피니언이 서로 마주하여 회전할 때 그 회전 방향과 상관없이 스핀들이 구동 피니언에 대해 축방향으로 변위될 수 있도록, 상기 정지 사면을 홈의 둘레의 양 단부로부터 각각 나사 압입 방향과 반대 방향으로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.
스프링의 기능이 저하되지 않도록 하기 위해서, 스프링을 볼로 형성된 커플링 요소와 구동 피니언 사이에 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 스프링은 회전 부재 사이에 배치된다. 회전 부재와, 하우징에 대해 회전 불가능하게 배치된 부재와의 사이에 스프링이 배치되면, 스프링에 기능 장애가 발생된다. 즉, 회전 부재가 회전하는 즉시, 스프링과 회전 불가능하게 배치된 부재의 사이에 마찰이 발생되고, 이 마찰력으로 인해 생기는 비틀림 하중이 스프링에 작용하여, 스프링의 기능에 불리한 영향을 끼친다.
스핀들 축선에 수직하게 스프링의 힘이 전달되어 스프링의 전체 힘이 볼에 전달될 수 있도록 하기 위해서는, 스핀들에 배치되어 그 스핀들의 길이 방향을 따라 제한적으로 축방향 이동될 수 있게 볼과 스프링 사이에 링을 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 링에 의하면, 다수의 볼이 동시에 구동 피니언의 다수의 오목부에 커플링될 수 있고, 나사의 회전 압입 작업이 완료된 후에 수공구를 분리함으로써 이들 볼을 동시에 초기 위치로 이동시킬 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도 및 제2도에 도시된 나사 회전 압입 장치는 하우징(1)과, 작동 스위치(12)를 갖춘 손잡이(11)와, 조정 가능한 비트 스토퍼(13)와, 스프링(4)의 힘에 대항해서 축방향으로 변위될 수 있는 스핀들(5)을 구비한다.
제2도에 도시된 바와 같이, 하우징(1)에는 모터(2)와, 이 모터(2)에 의해 구동되는 구동 피니언(3)과, 볼 형태의 커플링 요소(6)와, 축방향으로 변위될 수 있는 스핀들(5)이 배치되어 있다. 볼과 구동 피니언(3) 사이에는 스프링(4)과, 볼에 접촉하고 스핀들(5)의 길이 방향을 따라 제한적으로 이동될 수 있도록 스핀들(5)에 배치된 링(10)이 마련되어 있다.
스핀들(5)의 외측 둘레면에는 홈(8)이 마련되고, 이 홈(8)의 둘레 방향 범위는 상응하는 볼의 둘레 방향 범위보다 크다. 상기 홈(8)은 나사 압입 방향과 반대 방향으로 갈수록 서로 멀어지는 정지 사면(9)을 구비하며, 이 정지 사면(9)은 스핀들 축선과 수직인 평면에 대해 경사지게 형성되고, 홈(8)의 둘레측 양 단부로부터 각각 서로 교차하게 연장된다.
구동 피니언(3)의 내측 둘레면에는 대략 홈(8)과 대향하게 배치되고 스핀들(5)의 길이 방향 연장선에 대해 경사지게 연장되는 오목부(7)가 마련되어 있다. 이 오목부(7)는 나사 압입 방향과 반대 방향으로 갈수록 서로 인접하는 정지 사면(16)을 구비한다. 홈(8)과 오목부(7)는 볼을 수용하며, 홈(8) 및/또는 구동 피니언(3)의 오목부(7)는, 스핀들(5)이 소정의 축방향 행정(S) 만큼 구동 피니언(3)에 대해 축방향 및 둘레 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 오목부(7)는 반경 방향으로 일정한 깊이로 있다.
나사(15)의 회전 압입을 위해서, 스핀들(5)의 압입 방향측 단부에는 비트(14)가 맞물리게 되어 있다. 비트(14)에 끼워진 나사(15)에 의해 나사 회전 압입 장치를 기층(U)에 맞대어 누름으로써, 스핀들(5)은 스프링(4)의 힘에 대항하여 볼과 함께 이동한다. 이 때, 볼은 구동 피니언(3)의 오목부(7)에 도달하여 스핀들(5)과 구동 피니언(3) 사이에 형상 결합적 맞물림이 이루어진다. 이 경우, 스프링(4)은 압축 상태로 있다. 나사 회전 압입 장치의 작동 시에, 스핀들(5)은 회전 방향으로 변위된다. 스핀들(5)의 홈(8)내에서 볼이 변위됨으로 인하여, 스핀들(5)은 구동 피니언(3)에 대해 둘레 방향 및 압입 방향으로 변위된다.
나사(15)는 비트 스토퍼(13)가 기층(U)에 접할 때까지 나사 회전 압입 장치의 안내 하에 회전 압입된다. 이어서, 비트 스토퍼(13)에 의해 조정된 회전 압입 깊이에 도달할 때까지 스프링(4)이 스핀들(5)을 후속적으로 안내하지만, 그러한압입 깊이에 도달한 후에는 볼이 오목부(7)로부터 이탈되어 스핀들(5)과 구동 피니언(3) 사이의 회전 불가능한 형상 결합적 맞물림은 해제된다. 그 후, 스프링(4)은, 볼과 스프링(4) 사이에 배치되어 스핀들(5) 상에서 축방향으로 변위될 수 있는 링(10)을 초기 위치로 변위시킨다. 이에 의하여, 회전 압입 작업의 개시를 위해 스핀들(5)의 홈(8)과 볼의 연동에 의해 수반되었던 스핀들(5)과 구동 피니언(3) 사이의 축방향 변위 및 회전도 중단된다.
이어서, 나사 회전 압입 장치의 스위치를 끄고 기층(U)으로부터 나사 회전 압입 장지를 떼어내면, 스핀들(5)은 스프링(4)을 초기 위치로 이동시킨다.
제1도는 본 발명에 따른 나사 회전 압입 장치의 개략적인 측면도.
제2도는 제1도의 나사 회전 압입 장치의 일부를 확대한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 하우징
2: 모터
3: 구동 피니언
4: 스프링
5: 스핀들
6: 커플링 요소
7: 오목부
8: 홈
9: 스핀들의 정지 사면
10: 링
16: 구동 피니언의 정지 사면
Claims (7)
- 하우징(1)과,이 하우징(1) 내에 배치된 모터(2)와,이 모터(2)에 의해 구동되고 축방향으로는 고정된 구동 피니언(3)과,상기 하우징(1) 내에 배치되고 스프링(4)의 힘에 대항하여 상기 구동 피니언(3)에 대해 축방향으로 이동될 수 있는 스핀들(5)과,상기 구동 피니언(3)과 상기 스핀들(5) 사이에 배치된 커플링 요소(6)를 포함하는 나사 회전 압입 장치로서,상기 커플링 요소(6)는 스프링(4)의 힘에 대항하는 제1 축방향으로의 상기 스핀들(5)의 축방향 변위에 의해 상기 구동 피니언(3)에 회전 방향으로 커플링될 수 있고, 스핀들(5)애 대해 제한된 범위로 축방향으로 변위되고, 회전될 수 있어서, 상기 구동 피니언(3)의 회전 중에 구동 피니언(3)에 커플링된 커플링 요소(6)는 스프링의 복원력에 대항하여 제한된 범위로 스핀들(5)에 대해 상대 회전하는데, 상기 상대 회전은 상기 제1 축방향으로의 커플링 요소(6)의 제한된 축방향 변위를 야기하는 것인 나사 회전 압입 장치에 있어서,상기 커플링 요소(6)는, 상기 스핀들(5)의 정지 사면과 연동하고, 상기 제1 축방향으로의 스핀들(5)의 축방향 변위에 의해 상기 정지 사면과 서로 반대 방향으로 마주하는 오목 형상의 구동 피니언(3)의 정지 사면에 결합될 수 있는 볼인 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 구동 피니언(3)의 정지 사면은 상기 스핀들(5)의 길이 방향 연장부와 평행하게 연장되는 하나 이상의 오목부(7)에 의해 상기 구동 피니언(3) 내측 둘레면에 형성되는 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스핀들(5)의 정지 사면은 상기 스핀들(5)의 외측 둘레면에 마련된 홈(8)에 의해 형성되고, 이 홈(8)의 둘레 방향의 범위가 볼의 둘레 방향 범위보다 큰 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
- 제3항에 있어서, 나사 압입 방향과 반대 방향으로 갈수록 서로 멀어지는 상기 스핀들(5)의 정지 사면(9)은 스핀들 축과 수직인 평면에 대해 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 정지 사면(9)은 나사 압입 방향과 반대 방향으로 갈수록 서로 멀어지게 상기 홈(8)의 둘레측 양 단부로부터 각각 서로 교차하게 경사져 연장되는 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링(4)은 상기 볼과 상기 구동 피니언(3) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 스핀들(5)에 배치되어 그 스핀들(5)의 길이 방향을 따라 제한적으로 축방향으로 변위될 수 있게 상기 볼과 상기 스프링(4) 사이에 링(10)이 마련되는 것을 특징으로 하는 나사 회전 압입 장치.
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